Анатомическое строение водных растений

Морфолого-анатомические и физиологические особенности строения гидрофитов. Группы водных растений по образу жизни и строению: гидатофиты, аэрогидатофиты, гелофиты.

Общее строение растения гидрофита. Все водные (аквариумные) растения (гидрофиты) имеют генеративные и вегетативные органы.Генеративные органы растения служат для его размножения, вегетативные отвечают за обеспечение жизнедеятельности водных (аквариумных) растений. К вегетативным органам растения – гидрофита относятся: корень, стебель и листья. Генеративные органы у водных (болотных) растений – цветоносов: плод и цветок, аквариумные растения, не дающие цветения, размножаются вегетативным путем (корневые отростки, побеги), образуя внутри организма сложный процесс репродукции на молекулярном уровне. ГИДРОФИТЫ (от гидро. и . фит), водные растения, прикреплённые к грунту и погружённые в воду только ниж. частями. Обитают по берегам рек, озёр, прудов и морей, а также на болотах и заболоченных лугах (т. н. гелофиты), иногда на влажных полях в качестве сорняков (напр., частуха, тростник и др.). У Г. (в отличие от гидатофитов) корневая система, механич. ткани и сосуды, проводящие воду, хорошо развиты. Много межклетников и возд. полостей, по к-рым доставляется воздух в ниж. части растения. Как жизненная форма Г. относятся к криптофитам. Мн. Г.— торфообразователи. АЭРОГИДАТОФИТЫ — погруженные водные растения, цветки которых только во время цветения находятся над водой и опыляются в воздухе (напр., Vallisneria); плавающие растения, погруженные в воду лишь частично (напр., Nymphaea alba L.).

Гелофиты — [от греч. helos болото и . фит(ы), болотные растения, подтип криптофитов, почки возобновления которых находятся в почве под водой; жизненная форма растений в системе Раункиера.

Разнообразие защитных приспособлений, направленных на уменьшение расхода воды. Афилльные формы, растения с вечнозелеными плотными кожистыми, жесткими или колючими листьями.

Разнообразные структурные приспособления защитного характера, направленные на уменьшение расхода воды, в основном сводятся к следующему:

1. Общее сокращение транспирирующей поверхности. Многие ксерофиты имеют мелкие, узкие, сильно редуцированные листовые пластинки. В особо засушливых пустынных местообитаниях листья некоторых древесных и кустарниковых пород редуцированы до едва заметных чешуек. У таких видов фотосинтез осуществляют зеленые ветви.
2. Уменьшение листовой поверхности в наиболее жаркие и сухие периоды вегетационного сезона. Для многих кустарников среднеазиатских, североафриканских и других пустынь, а так же для некоторых видов сухих субтропиков средиземноморья характерен сезонный деформизм листьев: ранней весной при еще благоприятном водном режиме образуются относительно крупные листья, которые летом, при наступлении жары и сухости, сменяются мелкими листьями более ксероморфного строения с меньшей интенсивностью транспирации.
3. Защита листьев от больших потерь влаги на транспирацию. Она достигается благодаря развитию мощных покровных тканей – толстостенного, иногда многослойного эпидермиса, часто несущего различные выросты и волоски, которые образуют густое “войлочное” опушение поверхности листа. У других видов поверхность покрыта водонепроницаемым слоем толстой кутикулы или воскового налета. Развитие защитных покровов на листьях причина того, что степной травостой имеет тусклые, седоватые оттенки, резко отличающиеся от яркой зелени лугов.

Устьица у ксерофитов обычно защищены от чрезмерной потери влаги, например, расположены в специальных углублениях в ткани листа, иногда снабженных волосками и прочими дополнительными защитными устройствами. У ковылей и других степных злаков существует интересный механизм защиты устьиц в самые жаркие и сухие часы дня: при больших потерях воды крупные тонкостенные водоносные клетки эпидермиса теряют тургор, и лист свертывается в трубку; так устьица оказываются изолированными от окружающего сухого воздуха внутри замкнутой полости, где благодаря транспирации создается повышенная влажность. Во влажную погоду клетки эпидермиса восстанавливают тургор, и листовая пластинка вновь развертывается.

Клетки тканей листьев у ксерофитов отличаются мелкими размерами и весьма плотной упаковкой, то есть малым развитием межклетников, благодаря чему сильно сокращается внутренняя испаряющая поверхность листа. Поскольку ксерофиты обычно обитают на открытых, хорошо освещенных местообитаниях, многие черты ксероморфной структуры листа – это одновременно и черты световой структуры. Так у многих видов листья имеют мощную иногда многорядную палисадную паренхиму, часто расположенную с обеих сторон.

Источник

Особенности анатомического строения водных растений

Строение листа. При небольшой массе необходимо иметь как можно большую поверхность, получающую солнечный свет и извлекающую из воды необходимые вещества. У одних видов листовая пластинка очень тонкая, у других листья сильно рассечены – листья-жабры (рдесты). Листья у погруженных гидрофитов лишены кутикулы, что облегчает процесс всасывания. Эпидермис водных растений обладает способностью ослизняется. Слизь способствует уменьшению трения при движении листьев и стеблей в текучей воде. Механические ткани не развиты, проводящая система слабая. Устьица (по́ры в эпидермиса листа, через которые происходит испарение воды и газообмен с окружающей средой) в воде теряют смысл, поэтому они отсутствуют либо недоразвиты.

Процесс фотосинтеза идет по всей освещенной поверхности тела. Все ткани тонких рассеченных листьев содержат хлоропласты. Продукт ассимиляции у водных растений чаще всего крахмал. В хлоропластах большое содержание хлорофилла. В листе хорошо развита система воздушных полостей.

Листья гидрофитов, плавающих на поверхности, контактируют с водной и с воздушной средой. В одном листе совмещаются черты, свойственные листьям наземных растений и погруженных гидрофитов. Верхняя поверхность листа покрыта слоем кутикулы. Устьица расположены только на верхней поверхности листа. Нижняя поверхность листа лишена кутикулы, устьица отсутствуют либо сильно редуцированы (кубышка желтая, кувшинка).

Рдест злаковый имеет листья двух типов – подводные и надводные. Они различаются по облику и строению. Подводные листья рассечены на узкие доли. В средней части стебля, где затопление непостоянно, можно видеть листья переходной формы – рассеченные, но с довольно широкими долями (герофиллия).

Механические ткани в стеблях и листьев представлены немногочисленными толстостенными волокнами с неодревесневающей оболочкой. Это придает гибкость стеблям и листьям при движении и волнении воды. У водных растений, укореняющихся на дне водоема, большое значение имеет аэренхима.

Аэренхимой называют паренхиму со значительно развитыми межклетниками. Она хорошо развита в разных органах водных растений. Назначение аэренхимы — снабжение тканей кислородом или углекислым газом. У водных растений она служит также для обеспечения плавучести побегов и листьев. В стеблях и листьях гидрофитов существуют клетки-идиобласты, поддерживающие воздушные полости и не дающие им сжиматься.

Стебель служит опорой для листьев и одновременно транспортирует питательные вещества от корня к листьям. Стебель также выносит листья растений и цветки к свету: так называемая компенсаторная реакция растений — удлинение стебля или черенков листьев.

По направлению роста стебли подразделяются на прямостоячие, ползучие и восходящие. По форме поперечного разреза: округлые, двух-, трех-, четырехранные или сплюснутые. Стебли также бывают заполненными тканью или полыми.

Места прикрепления листьев к стеблю называются узлами, а промежутки между ними — междоузлия. На стебле растут почки (ростовые или вегетативные, несущие зачаток нового побега, или цветочные, несущие зачаток цветка), листья, цветки и плоды. Если повредить стебель выше почек, то они образуют новые побеги.

Видоизменение стебля — клубни, корневища и луковицы отличаются от корней наличием побегов и листовых следов. Кроме того, они накапливают и хранят питательные вещества и способны к размножению. Растут они за счет обновления листьев. Листья на данных видоизменениях стебля недоразвиты и имеют вид маленьких чешуек.

Корень — орган прикрепления растения в грунте и орган питания.

Корневая система растения бывает стержневой или мочковатой. Если у растения сильно развит главный корень, значительно превосходящий по длине и толщине все остальные корневые отростки, такая корневая система называется стержневой. Однако большинство растений имеет мочковатую корневую систему: главный корень или совсем не развит или развит крайне слабо и не превосходит остальные корни по длине и толщине. Корень водного растения имеет в подавляющем большинстве случаев нитевидную или цилиндрическую форму.

Корень растения поглощает из грунта необходимые минеральные и органические вещества. Корень всасывает их в виде растворов очень низкой концентрации. Корень, как и другие органы растения, постоянно дышит — поглощает из воды кислород и выделяет углекислый газ. Кислород, растворенный в воде, поступает в корневую систему через грунт, поэтому грунт должен быть достаточно рыхлым.

Корни некоторых растений доходят до самой глубины грунта, других — располагаются в основном в поверхностной части грунта. Некоторые аквариумные растения совсем не имеют корней.

Источник

Строение стебля водных растений, корневищ и клубней

У водных растений эпидерма слабо дифференцирована. Кора представлена аэренхимой. Проводящие пучки сближены в средней части стебля, отчего возникает центральный тяж ксилемы. Со временем сосуды ксилемы разрушаются и в центре стебля образуется воздухоносный ход.

Для подземных стеблей, составляющих ось корневища, характерны следующие черты строения: эпидерма почти или совсем без устьиц, рано разрушается. Защитную функцию берет на себя перидерма у двудольных или экзодерма у однодольных. Основной объем стебля составляет первичная кора с четко выраженной эндодермой. Слабо развиты механические ткани. В корневищах однодольных могут быть концентрические проводящие пучки.

Преобладающей тканью клубней является запасающая — крахмалоносная — основная ткань. Проводящие пучки биколлатеральные. У клубней очень рано образуется перидерма. При поражении клубня оболочка клеток основной ткани быстро опробковевает.

Стелярная теория. Анатомо-топографическое строение корня и стебля

Основы стелярной теории заложил в конце XIX века ван Тигем. Стелью этот французский ботаник называл совокупность первичной флоэмы и первичной ксилемы. В дальнейшем, в состав стели включили перицикл, сердцевину и сердцевинные лучи и назвали все это центральным, или осевым цилиндром. По нашему мнению, эти два понятия не совсем тождественны. Термин стель и центральный цилиндр совпадают только при характеристике первичного строения стебля. При вторичном строении остается только понятие — центральный цилиндр, т.е. под термином центральный цилиндр мы понимаем часть стебля или корня, где сосредоточены проводящие ткани. Пограничной частью ЦЦ является перицикл.

Современная ботаника выделяет 4 основных типа стели: протостель, сифоностель, эустель, атактостель. Последний тип стели характерен для однодольных. У голосеменных, двудольных и их предков остальные типы стели образуют следующий эволюционный ряд: протостель — сифоностель — эустель. Протостель сохранилась у корня, где отсутствует сердцевина. Сифоностель характеризуется непучковым типом проводящей системы с наличием сердцевины. Эустель связана с пучковым строением проводящей системы.

В процессе развития эустель может давать как пучковое строение ЦЦ так и непучковое и переходное. Протостель и сифоностель могут трансформироваться только в непучковый тип ЦЦ.

Кора — это часть корня или стебля находящаяся между покровной тканью и центральным цилиндром. Мы не согласны с широкой трактовкой этого термина, когда корой называют всю периферическую часть стебля от камбия, или от флоэмы, или только пробку.

Довольно невыдержанными являются и термины вторичная кора и первичная кора. Тут опять все упирается в унификацию этих терминов для древесных и травянистых растений, для корня и стебля. Если в определении первичной коры корня нет сомнений — это система тканей, клетки которых образуются в результате дифференцировки производных инициалей, основной первичной меристемы, расположенной между протодермой и прокамбием, — то у стебля сюда часто включают и первичную флоэму и перицикл.

Для корня термин вторичная кора не используется, т.е. ботаники признают ее отсутствие. Для стебля под вторичной корой понимают либо вторичные ткани, расположенные над камбием, основу которых составляют проводящие элементы, либо накапливающуюся феллодерму, что наиболее правдоподобно.

Источник